发布时间 : 星期日 文章年产65万吨烧碱干燥工段工艺设计说明书(1)更新完毕开始阅读20ef77d480eb6294dc886c01
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浓度，再送至三效蒸发器浓缩成30%左右的液碱后出料至析盐槽，由第四只析盐槽内淌出的清液碱自流到浓碱冷却塔，再经过冷却后送至配碱塔，配成合格的成品送至商品塔出售。
一效内碱液蒸发产生的二次蒸汽作为二效加热源，二效内碱液蒸发产生的二次蒸汽作为三效加热器热源，三效产生的二次蒸汽经预冷器预冷再至喷射冷凝器冷凝后随下水排出，一效冷凝水送化盐工段使用，二、三效冷凝水及部分预冷器下水送入热水贮槽，供洗盐用。
二效内析出的结晶盐经旋液分离器排至盐集中槽，三效内析出的结晶盐经旋液分离器排入二效蒸发器内，结晶再长大后随二效分离器排出，盐集中槽内盐放入离心机进行洗盐操作，母液洗液进入母液池后送回淡碱贮槽，碱盐水进入碱盐水池后送至化盐工段。
3.4 干燥工段工艺流程简述
氯气：来自于电解的湿热氯气，进入氯气水洗冷却塔，被喷淋的循环氯水直接冷却到45℃左右，进入氯气钛管冷却器，被管外流过的5℃的冷却水冷却到12～15℃，经水雾捕集后进入强化型板式塔、填料干燥塔，与浓硫酸充分接触干燥，然后由氯气压缩机加压到0.15～0.2MPa，经酸雾捕集后干燥氯气送往液氯等用氯工序。
氢气：电解来的氢气，进入盐水预热器回收部分热量后，经水洗冷却至40℃以下，经过罗茨鼓风机加压到0.02MPa左右送往气柜和盐酸等用氢工序。
3.5 液氯工段工艺流程简述
来自氯氢处理的干燥氯气进入列管式氯冷凝管的管间，被管内流过的-35℃的冷冻盐水所冷却，大部分氯气被冷凝下来，然后在气液分离中分离，液氯流入液氯贮槽，加压后送去包装，未凝尾氯送合成盐酸、次氯酸钠工序作为原料。
贮槽内液氯在系统压力下送往汽化器，用60～80℃的热水进行加热，将液氯压入钢瓶，汽化器内残余液氯定期压往污氯处理槽回收氯气后，污物排入下水道。
3.6 盐酸工段工序流程简述
氯氢处理来的氢气经助火器、缓冲器、孔板流量计进入合成炉灯头的套筒，从液氯化来的尾气经缓冲器、助火器、孔板流量计进入合成炉灯头的内筒间，氯、氢气在合成炉内燃烧生成氯化氢气体，经冷却后依次进入Ⅰ级降膜吸收塔、Ⅱ级降膜吸收塔、尾气吸收塔，被自上而下的吸收水吸收生成盐酸，盐酸流入回收槽，以泵送贮槽，然后去包装，未吸收的尾气经水洗后，以抽风机排向大气。
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4 干燥工段生产流程
本工段主要进行氯气的干燥。从电解槽出来的湿氯气，一般温度较高，并伴有大量水蒸汽及酸雾等杂质。这种湿氯气，对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有某些金属材料或非金属材料在一定条件下，才能耐湿氯气的腐蚀。例如金属钛、聚氯乙烯、酚醛树脂、陶瓷、玻璃、橡胶、聚酯、玻璃钢等,因而使得输送非常不方便。但干燥的氯气对钢铁等常用材料的腐蚀在通常情况下是较小的，所以湿氯气的干燥是生产和使用氯气过程中所必须的。
氯气干燥前通常先使氯气冷却，使湿氯气中大部分水蒸汽冷凝出去，然后用干燥剂进一步除去水分。干燥后的氯气经过压缩，再送致用户。
在不同的温度与压力下气体的含水量可以用水蒸气分压来表示，在同一压力下，温度越高，含水量就越大。其水蒸气分压也就越高。
为了使氯气能同钢铁材料制成的设备及管道进行输送或处理，要求氯气的含水量小于0.05%（如果用透平压缩机输送氯气，则要求含水量小于100PPM）。因此必须将氯气中的水分进一步除去。
在工业上，均采用浓硫酸来干燥氯气，因为浓硫酸具有：（1）不与氯气发生化学反应；（2）氯气在硫酸中的溶解度小；（3）浓硫酸有强烈的洗水性；（4）价廉易得；（5）浓硫酸对钢铁设备不腐蚀；（6）稀硫酸可以回收利用等特点，故浓硫酸是一种较为理想的氯气干燥剂。
用浓硫酸干燥氯气，其干燥效果决定于浓硫酸上方的水蒸气的压力，当温度一定时，硫酸浓度越高，其水蒸气分压越低；当浓硫酸浓度一定时，温度降低，则水蒸气分压也越低，也就是说硫酸的浓度越高，温度越低，硫酸的干燥压力就越大，即氯气干燥后的水分就越少。但如果硫酸的温度太低的话，则硫酸和水能形成结晶水合物析出。因此原料硫酸与用过的稀流酸在储运过程中，尤其在冬季需要控制温度和浓度，以防管道堵塞。
此外，硫酸和氯气的接触时间和接触面积也是影响干燥效果的重要原因。故而用硫酸干燥氯气时应掌握几点：
（1） 硫酸的浓度； （2） 硫酸的温度；
（3） 硫酸和湿氯气的接触时间和接触面积。
生产中使用的氯气还需要一定的压力以克服输送系统的阻力，并满足用户对氯气压力的要求，因此在氯气干燥后还需要用气体压缩机对氯气进行压缩。
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综上所述，氯气处理系统即干燥段的主要任务时：（1）将湿氯气干燥；（2）将干燥后的氯气压缩输送给用户；（3）稳定和调节电解槽阳极室内的压力，保证电解工序的劳动条件和干燥后的氯气纯度。
4.1 氯气干燥的目的
由于氯气含有大量的水蒸气，很容易生产盐酸和次氯酸。而次氯酸又很不稳定，容易分解生成盐酸和初生态氧。次氯酸还会分解：
HClO→H++ClO-
次氯酸，次氯酸根，初生态氧的强烈氧化作用，再加上盐酸的作用，使湿氯气具有较强的腐蚀性。因此，必须设法尽量将氯气的多余水分移去，一般氯中含水在0.04%～0.06%以下，方能满足一般要求。
4.2 氯气干燥机理
用硫酸来干燥氯气，可以理解为传质的单元操作—吸收过程（其中也伴随着传热过程）。氯气中的水蒸气和硫酸一定条件下接触，而使水蒸气溶解于硫酸中的操作称为吸收操作，能溶解于硫酸中的水蒸气称为吸收质 ，所用的硫酸称为吸收剂，不能溶解的氯气叫做惰性气体。
吸收过程主要是被吸收的水从气相—氯气中的水蒸气转移到液相—硫酸中去的扩散过程，也称为传质过程。硫酸对水分的吸收不伴有显著的化学反应，可以看作为单纯的物理过程。
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4.3 氯气的处理
4.3.1 氯气的冷却
根据对氯气冷却的方式不同，可分为直接冷却，间接冷却和氯水循环冷却三种流程。 4.3.1.1 直接冷却流程
从电解槽出来的湿氯气通过耐腐蚀管道输到氯气处理的工序，沿途散热降温，进冷却塔时约80℃左右冷却塔内。氯气自下而上与由上往下的冷却水直接喷淋接触，将氯气冷却到20℃左右，由顶部导出。由于氯气微溶于水，所以从冷却塔排出的污水中含有氯气。这种含氯污水经过蒸汽加热至近100℃，脱去部分氯气（实际效率仅为40%）后排出往下水道，脱出的氯气并入冷却塔回收。目前采用直接冷却的工厂，在处理含氯污水方面都存在一定的难度，因此尽管这种工艺设备投资少，操作简单，冷却效率高，但由于它的致命缺点，目前我国原先采用直接冷却流程的氯碱厂均被间接冷却流程所代替。
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国内对氯水的处理除了蒸汽加热或真空脱氯使部分氯气得以回收外，还可以用于制造次氯酸钠，漂白液等，或与蒸发下水，洗氢气等碱性废水和排入下水道。 4.3.1.2 间接冷却流程
从电解来的湿氯气进入钛（或玻璃）冷却器，与冷却水进行热交换后，氯气被冷却到15～20℃。在水温较高的情况下，为了获得较低温度的氯气，可以采用两段冷却。第一段用生产上水将氯气冷却至40℃左右；第二段用5～10℃的冷冻水将氯气冷却到15℃左右。为了降低干燥过程中的硫酸的消耗，有的工厂将氯气冷却到12℃。采用间接冷却冷却流程操作简单，易于控制，操作费用低，氯水用量小，氯损失少，并能节约脱氯用蒸汽。冷却后氯气的含水量可低于0.5% ,但钛冷却器的投资费用较大。 4.3.1.3 氯水循环冷却流程
这种流程是氯水用水直接冷却，冷却后的氯水进入氯水槽经间接冷却后，在系统里循环使用。定期排出的氯水去脱氯塔脱氯后排往下水道。此流程具有前两种流程优点：冷却效率高，操作费用于大大低于直接冷却法，而稍高于间接冷却法，投资比前者高而稍低于后者。其缺点是热交换器所用的冷却水温度要求低于15℃，因此需要消耗冷冷冻量，并需增设氯水泵，氯水循环使用流程复杂化。 4.3.1.4 闭路循环氯水直接冷却流程
这是本设计拟采用的方案，湿氯气在第一冷却塔内温室的氯水喷淋，使氯气温度冷却至40℃左右，在进入第二冷却塔，在冷冻的氯水喷淋冷却，使氯气继续冷却至10℃左右。第二冷却塔塔底的部分氯水，由泵进入热交换器，经冷冻盐水冷却后循环使用，多余的氯水则进入第一冷却塔的底部，第一冷却内的氯水，经泵送至热交换器经工业上水冷却后循环使用，多余氯水则溢出另行处理。4.3.2 氯气的干燥
在湿氯气经过冷却除沫之后，气流中所含的水蒸汽含量已经减少到不足2 ％。依据“先冷却、后干燥”的工艺原理，干燥脱水是氯气处理的主要单元操作，也是氯气处理工艺成功的关键。干燥脱水采用成熟的 H2O ——H2SO4系统的气体吸收传质操作方式，是采用气、液相在一个或若干个容器中，气相所含的水蒸汽与不同浓度的硫酸溶液互相接触，来完成气相中的水蒸汽被硫酸所吸收的脱水任务。干燥脱水后，气相最终的含水分量往往取决于最后一个接触容器中硫酸液面上的水蒸汽分压，就是说取决于进入最后一个传质吸收容器的干燥剂硫酸的浓度和温度，才能使氯气中含水分量达到工艺要求。经过干燥脱水氯气中的最终含水分0.01 ％以下。
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